fÍSICA

1. A Biofísica do vôo
Tipos de vôos desenvolvidos por animais
Evolução e adaptações para o vôo
Biomecânica do vôo
Denilson C. Resende
resendedc@gmail.com

2. Na aula de hoje vamos estudar
o Introdução
o Tipos de vôos na natureza
o Paraquedismo
o Planeio
o Propulsionado
o Dinâmica do vôo
o Diagrama das forças em um vôo
o Lei das escalas biológica
Tipos de vôos desenvolvidos pelos animais

3. Que existe algo entre a dinâmica e os animais.
Sabemos que a dinâmica estuda as causas
dos movimentos, e a causa é dada pela
força, mas os pássaros, insetos, morcegos e
etc., estão se movimentando a todo tempo,
quais as causas deste movimento?
Precisa-se ter a clara percepção da influência
da natureza no comportamento, ações,
formas e etc. em todos os seres vivos.
A natureza molda desde os seres em função de
suas leis que são fundamentais (base) de
tudo que existe.
Tipos de vôos desenvolvidos pelos animais

4. o Pára-quedismo
o Deslocamento vertical para baixo (com
redução de velocidade.
o Força de arrasto ou arrastamento
(resistência do ar) redução da velocidade
depende da área efetiva de atrito (pára-
quedas).
o Planeio
o Semelhante ao pára-quedismo, mas
também ocorre deslocamento horizontal
o Vôo propulsionado ou vôo propriamente dito
o Existe realização de trabalho para a
manutenção e locomoção no ar.
Tipos de vôos desenvolvidos pelos animais

5. O entendimento desta dinâmica nos
ajudará nos estudo dos fósseis e com
isso entender o comportamento
paleontólógico.
Que existe algo entre a dinâmica e os
animais? Sabemos que a dinâmica
estuda as causas dos movimentos, e a
causa é dada pela força, mas os
pássaros, insetos, morcegos e etc.
estão se movimentando a todo tempo,
quais as causas deste movimento?
Tipos de vôos desenvolvidos pelos animais

6. Animal pára-quedista
o Sapo voador de borneu – Rhacoporus dulitensis

7. Esquilo voador
Galucomis volans
Animais planadores
Colugo ou lêmur voador
Cynocephalus variegatus)

8. Animais planadores
Lagarto planador
Draco volans
Peixe voador
Cypselurus haterurus

9. Animais planadores
Serpente voadora
Chrysopelea pelias

10. Animais planadores
No paraquedismo temos apenas duas forças
atuando sobre o sistema físico o peso do animal e
a força de atrito que aqui chamamos de força de
arraste P

Nesses movimentos a resistência do ar que é
proporcional a , sendo v a velocidade do animal,
normalmente n=1 para baixas velocidades e 2 para
velocidades mais elevadas, como conseqüência
dessa força, a aceleração do sistema é variável.

11. Animais planadores
K depende das dimensões do corpo e das
características do meio, ou seja, de sua densidade.
Quando v aumenta, também aumenta, no instante
em que ela se iguala a força peso, teremos a=0,
Aplicando a segunda lei de Newton temos:
n
z
n
z
A
res
v
m
k
g
a
m
kv
mg
ma
F
P
F










A
F


12. Animais planadores
Para baixa velocidade
dt
m
k
v
dv
v
m
k
g
dt
dv
a





m
kt
z
t
m
k
L
z
ge
dt
dv
a
e
v
v






 )
1
(
Nesses movimentos a resistência do ar se
manifesta como uma força, conhecida como
força resistiva ou força de arraste.

13. Animais “realmente”voadores
Vôo Propulsionado
Neste tipo de movimento os animais
realizam um trabalho. O vôo de um animal
depende da forma de seu corpo inteiro, da
forma de suas asas e de sua direção de
batimentos.

14. o Aves, morcegos e insetos
o A potência é fornecida pelos músculos que
movimentam as asas
o Quando a força de sustentação é maior que o peso
do animal e a força de impulso for maior que o arrasto
então o animal executará um vôo ascendente e
acelerado
Animais “realmente”voadores

15. Achados fósseis
Archaeopteryx lithographica

16. Evolução para o vôo
o Hipótese arborícola
o Hipótese terrestre
o Hipótese Jesus Cristo (lagarto Basilicus sp)

17. - Reconstrução de fóssil de dinossauro de 80 milhões de anos
encontrado no deserto de Gobi na Mongolia, mostrando que
a miniaturização foi um marco para o surgimento das aves e
um precursor necessário para o vôo (Credito: F. Ippolito,
American Museum of Natural History).
Evolução para o vôo

18. Ausência de dentes e
de maxilas pesadas
Pescoço longo,
muito flexível e com
várias vértebras
Presença de um
esterno em forma de
quilha com grande
área para inserção
muscular
Ossos das assas e das
pernas fusionados
A massa de ossos comparada
a massa do corpo tem a
menor proporção entre os
vertebrados terrestres;
Poucas vértebras
caudais fusionadas
terminalmente
no pigóstilo
Vértebras
fusionadas
à cintura
pélvica
formando o
sinsacro
Tronco com
vértebras
fixas
Evolução para o vôo

19. Biomecânica do vôo
o Efeito asa e efeito aerofólio na mão do
lado de fora do carro
o Faça isso em casa (ou melhor no
carro) mas nunca dirigindo!!

20. Princípio de Bernoulli
Daniel Bernoulli
(1700-1782)
Quanto maior a
velocidade de um
fluido menor será a sua
pressão. E vice-versa!

21. Ângulo de ataque

22. Decolagem

23. Biomecânica do vôo propulsionado
o POTÊNCIA MECÂNICA DE VÔO
o Relacionado com a energia disponível e o
consumo de oxigênio e a alimentação do
animal.
o Potência induzida – sustentar o peso
no ar (pairar).
o Potência parasita – utilizada para
superar o arrasto gerado pelo atrito do
ar.
o Potência de perfil – utilizada para
superar o arrastamento de perfil das
asas.

24. Fluxo de ar
Movimento
Força de
impulso
Peso
Peso
Peso
Força de
suetentação
Força de
suetentação
Força de
suetentação
Força de arraste
Força de arraste
Força de arraste
Resultante
Resultante
Planando
Levantando vôo
Pousando

25. Relação entre potência mecânica e as
formas do corpo e das asas

26. Relação entre potência mecânica e as
formas do corpo e das asas

27. Coeficiente de penetração e curvas

28. Aterrisagem